Hierro y Acero Edicion 55 | Page 11

acería Adquisición de datos Los modelos determinísticos exigen una correcta entrada de los datos más importantes del proceso en el momento adecuado y con precisión. Para este horno en particular, disponíamos de información de procesos relacionada con: • Consumo de energía • Quemadores • Materias primas, tipos de chatarra, cal, cal dolomítica y carbón • Temperatura y flujo estimado de los gases de escape • Flujos y temperaturas de los paneles de enfriamiento de agua • Muestras de escoria • Muestras de carbón y temperatura Implementación del modelo de escoria El espumado de escoria en el horno de arco eléctrico (EAF) no solo ha reducido el consumo de refractarios y electrodos, sino que también ha tenido un impacto significativo en la mejora de la eficiencia térmica y en la disminución del tiempo de fusión. El proceso de espumado de escoria puede explicarse sencillamente como reacciones que generan burbujas de gas con la química de escoria adecuada para sostener estas burbujas.3 toma una muestra de temperatura y de carbón, las eficiencias estimadas estadísticamente se compensan por medio de un offset, con lo que el resultado mejora sustancialmente. Los hornos de NYS cuentan con un sensor de temperatura de salida de los gases y un flujo estimado de los mismos; esto nos permite calcular pérdidas sensibles de energía provenientes del gas de escape; sin embargo, como NYS no cuenta con un analizador de gases para determinar las pérdidas químicas por combustión incompleta en los gases, fue necesario determinar la proporción de pérdidas químicas en base a las pérdidas de energía calculadas a partir de temperatura y flujo. Las pérdidas de gases de salida son principalmente una función del flujo debido a sus grandes fluctuaciones; basándose en esta observación y las coladas analizadas con diferentes prácticas de operación, fue posible determinar un factor móvil para esta proporción basado en el flujo de los gases de salida. Cuando no se dispone de la información necesaria para calcular las pérdidas de energía, hemos hallado que es posible estimar dichas pérdidas mediante algoritmos de lógica difusa basados en el ciclo de la colada. Con respecto a la química de escoria, dado que la mayoría de los refractarios en la línea de escoria de hornos eléctricos son básicos, se requiere entonces la saturación de MgO y/o CaO para minimizar el ataque químico de los refractarios. Además, la saturación de la escoria con estos óxidos (la presencia de partículas de segunda fase) es un requisito esencial para un buen espumado. Por lo tanto, en función de las propiedades de espumado requeridas y la intención de proteger los refractarios, se requiere una saturación dual (CaO y MgO) o al menos una saturación de MgO.3 El modelo que se usa para calcular la saturación de MgO se basa en estudios anteriores de Pretorius y Carlisle3 y en el sistema CaO-MgO-SiO2-FeO, con el modelo y usando un enfoque de balance de masa es posible calcular la cantidad necesaria de cal y cal dolomítica que debe usarse para optimizar la química de escoria adecuada. Dificultades durante la implementación Hacer que el balance de energía se adapte a entradas y salidas no es una tarea sencilla. Por ejemplo, para calcular la entrada de energía para la combustión del carbón, al principio usamos análisis de muestras de laboratorio para determinar la calidad del carbón inyectado, alimentado desde el techo y el cargado en la cesta de chatarra para medir el carbón al interior del horno. Pero esto no fue suficiente, también tuvimos que determinar el rendimiento de los diferentes tipos de carbón que el horno estaba usando, porque parte de este carbón se perdía antes de ingresar en el baño (a través del ducto de gases de escape, en el momento de la carga, o simplemente por variaciones en la calidad). Por lo tanto, fue necesario llevar a cabo un análisis estadístico intentando hallar el mejor rendimiento para el carbón usado en la colada. Aunque la calidad y rendimiento pueden variar de colada en colada, éste es un buen punto de partida, y cada vez que se 11 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO